光栅尺信号与接口链接资料

非接触光栅系统安装与使用指南RGS20-S 、RGS40-S 光栅安装(End Clamps)Renishaw （雷尼绍）安装准备1. 剪裁所需光栅，确保光栅的长度能满足行程的要求。

请预留把光栅尺伸延至“起始”标记点。

未到达标记点前，一定要避免光栅尺粘贴到表面上。

确保光栅尺已粘贴到全行程的表面上。

安装过程中，避免扭曲及用力拖拽光栅尺。

图(1)图(2)除去端压块底部两边的胶纸。

胶纸的作用是在胶水未稳固时临时固定端压块。

4. 把端压块粘贴到光栅尺的末端。

备注：必须擦净端压块周边的多余胶水，否则读数头的信号会受影响。

型号端压块(End Clamps)所有型号的光栅上安装，并能多次重复使用。

RGA22GRGA245RGA245RGA22G读数头安装读数头设定图(3)图(3)是一个简单安装支架设计。

螺丝(A) ---- 夹紧读数头，设定Pitch 参数螺丝(B) ---- 设定Yaw 参数和偏移螺丝(C) ---- 可设定Roll 参数安装支架设定固定读数头的托架，必须有平坦表面，能满足读数头安装上的机械公差。

其次必须能调节读数头高度并有足够的稳定性，以预防在读数头工作期间所受到的所有外界影响。

为了减少光栅的安装问题，在未使用光栅安装器(Scale Guide)粘贴光栅前，请先把机械托架的Roll 参数和Yaw 参数调节到读数头的误差范围内，可使用clock gauge 或precision square 完成设定。

对于RGH22、RGH26和RGH41，设定读数头的高度，可透过蓝色和或橙色的校准胶片放置于读数头和光栅尺之间，读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。

橙色的校准胶片还可以帮助设定读数头相对于光栅尺的偏移和Yaw 参数 。

对于RGH24和RGH25读数头，设定只可透过蓝色校准胶片放置于读数头和光栅尺之间， 读数头的LED 安装指示灯显示绿色，表示安装正确。

读数头高度设定完成后，以缓慢的速度移动读数头，确保读数头的指示灯在光栅尺的整个行程内都保持绿色。

安全光栅传感器是一种特殊的光电传感器，也称安全光栅、安全光幕、光电保护器等，它的作用是安装在一些高危机械设备上面，防止操作工人受到人身伤害。

安全光栅传感器的工作原理是通过发射器发出红外线到接收器上形成一个保护光幕，若该保护光幕中的某一束光被遮挡，则会输出信号到保护设备上，保护设备进行报警或者停止，从而到达保护工人免受到人身伤害的作用。

安全光栅一般分为两根线和三根线，接线直接问工程师或者咨询厂家。

请勿以回归反射的配置形式来使用带反射镜的传感器系统。

否则可能会妨碍检测。

可使用反射镜来使检测区“弯曲”90度的角度。

关于接线：[对于PNP输出型]请在输出和0V线路之间连接负载。

[对于NPN输出型]请在输出和+24V线路之间连接负载。

如果连接了+24V和0V，则将造成危险，因为此时操作模式被反转为“遮挡时ON”。

[对于PNP输出型]请勿将输出线路短接至+24V线路。

否则，输出将始终为ON。

此外，将电源的0V接地时，应使输出不会因输出线路接地而置ON。

[对于NPN输出型]请勿将输出线路短接至0V线路。

否则，输出将始终为ON。

此外，将电源的+24V 接地时，应使输出不会因输出线路接地而置ON。

另外还有相关连接注意事项以及方法：一、当控制器不使用时，发送器和接收器的连接说明；1、24V正电压电源连接到接收器的24Vdc电压接口，棕色导线；2、变送器的试验和0vDC接地分别为黄线和蓝线；3、接收机的0vdc和EDM端口接地，蓝线和绿线之间有区别；4、接收机的os1和os2作为输出，黑白线相互连接。

二、安全光栅传感器与控制器的接线方法1、安全光栅传感器控制器通过继电器触点进行自检，2220v AC连接至控制器；2、两个继电器输出作为控制器信号输出；3、安全光栅输出os1和os2分别连接到光幕接收器的黑线和白线；4、触点自检EDM通过绿线连接到光栅接收器；5、接收机电源的正24vdc通过棕色线连接到控制器，负0v通过蓝色线连接到控制器；6、光幕发射器通过黄线连接到控制器的光栅自检测试开关点。

光栅尺与数控系统的联接连接光栅尺与数控装置一、任务引入数控装置与光栅尺的联接原理图如图1所示，根据图1进行连接，并用数字示波器观察光栅尺的波形。

图1 数控装置与光栅尺的联接二、任务分析从图1中可看到光栅尺与数控装置的XS32接口相连，将检测的信号反馈给数控系统，对机床的移动（转动）进行控制。

什么是光栅？光栅是怎样工作的？有哪些位置检测装置？怎样检测数控系统中的位置测量装置的误差？下面我们就对这些问题进行讲解。

三、相关知识1．光栅尺测量系统光栅尺测量系统如图2所示，它由光源1、透镜2、标尺光栅3、指示光栅4、光敏元件5和信号处理电路组成。

信号处理电路又具有放大、整形和鉴向倍频功能。

通常情况下，除标尺光栅与工作台装在一起随工作台移动外，光源、透镜、指示光栅、光敏元件和信号处理电路均装在一个壳体内，做成一个单独部件固定在机床上。

这个部件称为光栅读头，其作用是将莫尔条纹的信号转换成所需的电脉冲信号。

当标尺光栅随工作台一起移动时，光源通过聚光镜后，透过标尺光栅和指示光栅形成忽明忽暗的莫尔条纹(光信号)；光敏元件把光信号转换成电信号，然后通过信号处理电路的放大、整形、鉴相倍频后输出或显示。

为了测量转向，至少要放置两个光敏元件，两者相距1／4莫尔条纹节距，这样当莫尔条纹移动时，会得到两路信号相位相差π／2的波形；将输出信号送入鉴向电路，即可判断移动方向。

图2 光栅尺测量系统l一光源；2一透镜；3一标尺光栅；4一指示光栅；5一光敏元件为了提高光栅的分辨率，通常还用4倍频的方法细分。

所谓4倍频细分，就是将莫尔条纹原来的每个脉冲信号，变为在O、π／2、π、3π／2时都有脉冲输出，从而使精度提高了4倍。

若光栅栅距0.Olmm，则工作台每移动0.0025mm，系统就会送出一个脉冲，即分辨率为0.0025mm。

由此可见，光栅尺测量系统的分辨率不仅取决于光栅尺的栅距，而且取决于鉴相倍频的倍数n，即:分辨率=栅距/n2．光栅计量光栅是用于数控机床的精密检测元件，是闭环系统中一种用得较多的测量装置，用作位移或转角的测量，测量精度可达几微米。

1. 依制单标准挑选光学尺和信号线。

请依机种别搭配选用量具模具工具工 时准备工时 1.0H 备 注作业工时 1.0H发行日期 93年07月29日 修订日期年 月 日核准审 查承办林 焕森版次 第一版次数 第 次QR011-02-09-01台中精机厂股份有限公司编号 WQU-MV-P4-71BLC-191F 绝对式光学尺组立作业标准书 页次2/8二.电气箱内部硬件线路:(AMP)(光学尺接口)1 2341.由轴向串行式光纤(FSSB)最后一轴之CP10B(图一所示)。

2.轴向串行式光纤(FSSB)最后一轴之CP10A接到光学尺接口下方之10CP10B(图二所示)。

3.光学尺接口JF101插X轴光学尺信号线，JF102插Y轴光学尺信号线，JF103插Z轴光学尺信号线(图三所示)。

4.光学尺接口电源线由强电板DC24V(第一孔接L+1, 第二孔接L-1)插CP11A(图四所示)。

1.请按照步骤图解安装。

量具模具工具工时准备工时 1.0H 备注作业工时 1.0H发行日期93年07月29日修订日期年月日核准审查承办林焕森版次第一版次数第次QR011-02-09-0 台中精机厂股份有限公司编号WQU-MV-P4-71BLC-191F绝对式光学尺组立作业标准书页次3/8三.光学尺Cable信号线对照表:工作说明：1.此表仅供试车异常时量测使用。

注意事项：原装线已由海德汉公司所提供非必要时请勿自行焊接以免发生接触不良。

量具模具工具工时准备工时 1.0H 备注作业工时 1.0H发行日期93年07月29日修订日期年月日核准审查承办林焕森版次第一版次数第次QR011-02-09-01 台中精机厂股份有限公司编号WQU-MV-P4-71BLC-191F绝对式光学尺组立作业标准书页次4/8四.外部组装配线:工作说明：1.X轴光学尺读写头连接信号线走线方式与X轴极限开关电线相同，必须穿越护罩到电气箱光学尺接口JF101。

2.Y轴光学尺连接读写头信号线走线方式，经由X轴底座穿越护罩到电气箱光学尺接口JF102。

光栅尺使用简介光栅尺使用简介光栅：光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。

在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。

光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条线的位置则由观察角度来决定。

如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察，将看到不同的图像。

光栅尺其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用.其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用.然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准.相当于眼睛.一、引言目前在精密机加工和数控机库中采用的随着电子技术和单片机技术的发展，光栅传感器在位移测量系统得到广泛应用，并逐步向智能化方向转化。

图2是利用光栅传感器构成的位移量自动测量系统原理示意图。

该系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子电路以及单片机相结合来完成对位移量的自动测量，它具有判别光栅移动方向、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及温度误差修正等功能。

下面对该系统的工作原理及设计思想作以介绍。

二、电子细分与判向电路光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。

目前高分辨率的光栅尺一般造价较贵，且制造困难。

为了提高系统分辨率，需要对莫尔条纹进行细分，本系统采用了电子细分方法。

当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹，随着光栅的移动，莫尔条纹也随之上下移动。

这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量，同量莫尔条纹又具有光学放大作用，其放大倍数为：(1)式中：W 为莫尔条纹宽度；d为光栅栅距（节距）；θ为两块光栅的夹角，rad在一个莫尔条纹宽度内，按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与羊向功能。

光栅尺安装说明一、根据阿贝误差原理，传感器应尽量安装在靠近机床工作台的车身基面上。

二、根据机床的行程选择光栅尺的长度，有效测量长度大于机床行程，即行程两端至少应留 20mm 余量。

主尺孔距为： L=L 0 +147 （ L 0 标称尺寸，单位 mm ）。

三、将光栅尺用 M6 内六角螺钉固定在基面上，确保主尺上端面同正面与移动方向平行，误差≤ 0.1mm/m 。

四、读数头孔距为60 ± 0.1mm 用 M4 内六角螺钉固定于相对主尺运行的另一基面上，或用 M6 内六角螺钉固定于安装附件上，固定读数头的安装附件要设计成上下有 1mm 的调整量。

读数头拔叉与外壳全长移动中不能有磨擦声。

读数头后基面同主尺基面平行。

当发现有安装误差时，可以将读数头前后平称 0.1~0.2mm ，读数头与主尺之间保持0.8 ± 0.15mm 的间隙。

尽量使读数头安装在非运动部件上，以利于信号线的固定，信号线禁止同电源线平行布置。

五、在安装光栅尺的机床导轨上应装限位装置。

六、光栅尺安装完毕后应认真检查，确保安装无误后方可移动工作台，运动中不应有异常声，接通电源检查技术是否正确，检查时可用标准块规对比。

若有误差可通过数显表进行修正。

七、一切正常后应将光栅尺防护罩固紧，光栅尺防护罩应将主尺全部防护好，严禁油污、金属屑等进入主尺内。

安装方式说明安装方式的选择必须注意切屑、冷却液及油液的溅落方向，A、B、C三种方式为正确，读数头最好固定在机床非移动部件上，以简化电缆敷设。

安装基面：光栅尺体及读数头分别安装在机床相对的两个部件上，对安装基面的要求如图所示：安装精度光栅尺相互垂直的两个侧面与机床导轨运动方面的平行度误差在全长范围内部大于0.2毫米，读数头与光栅尺相邻两平行平面的间隙1.2-1.5毫米，如图所示：检查接通电源，移动工作台，观察数显表计数是否正常，如图所示，使用百分比表或其他量具，使其与数显表同时调零或记忆起始数据往返多次后回到初始位置，归零误差或与记忆起始数据应不大于+0.01毫米光栅数显测量系统是一种能自动检测和自动显示的光机电一体化产品，是改造旧机床，装备新机床以及各种长度计量仪器的重要配套件，是用微电子技术改造传统工业的方向之一。